Устройство для контроля толщиныкристаллических пластин впроцессе доводки

Устройство для контроля толщиныкристаллических пластин впроцессе доводки

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСИУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт, свид-ву (5!)М. Кл.

6 01 В 11/06 (22) Заявлено 13.12. 78,(21) 27001бб/25-28 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 150381. Бюллетень Н9 10

Дата опубликования описания 25. 03. 81 (53) УДК 531. 717..1(088.8) С.Б.Иоффе, Б.В.Кузнецов и Е.П.Родионов

1 !

Ч (72) Авторы изобретения (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОНТРОЛЯ ТОЛЩИНЫ

КРИСТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛАСТИН В ПРОЦЕССЕ

ДОВОДКИ

Изобретение относится к измерительной технике и может быть ис пользовано, в частности, для контроля толщины кристаллических пластин интерАеренционно-поляризационного фильтра в процессе доводки..

Известны устройства для контроля толшины кристаллических пластин в процессе доводки, в которых одна пластина используется в качестве опорной для другой — подгоняемой, являющейся s два раза толще или тоньше, или такой же толщины, что и опорная (1) .

Недостаток данного устройства заключается в том, что оно применено только при определенном сост" ношении толщин опорной и подгоняемой пластин.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для контроля толщины кристаллических пластин в процессе доводки, содержащее последовательно установленные и оптически связанные источник света, монохроматор, поляризатор, компенсатор",анализатор, фотоприемник и электронный регистрируюший блок.

В этом устройстве при вращении анализатора о правильности доводки пластины судят по отсутствию модуляции света, достигаемому поворотом компенсатора. Для получения однозначного результата делается второе измерение, беэ модуляции, при котором дробная часть порядка интерференции (0,25 или 0,75) дополняется компенсатором до единицы f2j .

Недостаток данного устройства сложность и длительность процесса контроля при недостаточно высокой точности измерений.

Цель изобретения — упрощение процесса контроля н повышение его точ15 ности.

Эта цель достигается тем, что устройство снабжено четвертьволновой фазовой пластиной, установленной перед анализатором с возможно20 стью вращения с постоянной частотой вокруг оптической оси, а регистрирующий блок выполнен в виде двух.канальной схемы, один из каналов которой содержит селективный усилитель, 25 настроенный на удвоенную частоту вращения пластины, и фазометр, а другой — селективный усилитель, настроенный на учетверенную частоту вращения пластины, и синхронный

30 детектор, и оба канала содержат ге813133

20 8= — 6 n р

1 с= — cong, >

4Здесь 3р — максимальная интенсивность снетового потока, ц — суммарная разность фаз контролируемой пластины и компенсатора на длине волны Х .

Контролируемую фазовув пласти"у

25 помещают в термостат б. Первоначально компенсатором 5 дополняют

30 дробчув часть. порядка интерференции контролируемой пластины 25 до значения 0,25 или 0,75, при которых свет, выходящий из компенсатора 5 поляризонан по кругу. Критерием это35 го является отсутствие составляющей сигнала с частотой 4ш, наблюдаемой на синхронном детекторе 21. При этом показание компенсатора 5, предварительно отградуированнога, дает

40 возможность определить дробную часть порядка интерференции кристаллической пластины 25.

Дробная часть порядка интерференции кристаллической пластины 25, а значит и избыток ее толщины, однозначно определяется из одного показания компенсатора 5, соответствующего отсутствию составляющей электрического сигнала с частотой 4сг>, одновременно регистрируя фазу сосЫ танляющей электрического сигнала с частотой 2а>.

Компенсатор 5 представляет собой две плоскопараллельные пластины из кристаллического кварца одинаковой толщины, заклвченные в оправу (на фиг..1 не показана), наклоняющуюся вокруг горизонтальной оси. Пластины вырезаны параллельно оптической оси, ориентированы друг относительно друга так, что их главные сечения взаимно перпендикулярны и закреплены в опране так, что главное сечение одной из пластин параллельно

Формула изобретения нераторы опорных напряжений,.выхода ми связанные соответственно с первыми входами фазометра и синхронного детектора, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих селективных усилителей.

На фиг. 1 .изображена схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 положение интерференционных максимумов при различных толщинах кристаллической пластины (m — порядок интерференции, р- рабочая длина волны света); окружностями, эллипсами и прямыми линиями обозначены соответственно круговая, эллиптичесКая и линейная поляризация света после компенсатора для длины волны Ар, на фиг. 3 — форма и относительная амплитуда электрического сигнала на выходе фотоприемника в зависимости от азимута вращающейся четвертьнолноной фазовой пластины для различных состояний поляризации света после компенсатора.

Устройство содержит источник 1 света, монохроматор, роль Которого может выполнить, например, светофильтр 2, линзу 3, поляризатор 4, компенсатор 5, помещенный н термоròàò б с защитными окнами 7 и 8, четнертьволнонув базовую пластину 9, вращавщувся с круговой частотой (Ec> от электродвигателя 10, неподвижный анализатор 11, линзу 12 и фотоприемник 13. Электрический сигнал с фотоприемника 13 разделяется на дна. Один из них через селективный усилитель 14, настроенный на частоту 2 uz), поступает на один из входов фазометра 15. Генератор опорного напря><ения, подаваемого на второй вход йазометра 15, состоит из диска 16 с двумя отверстиягли 17, расположенными по окружности через 180, лампы о

18 накаливания и фтороприемника 19. другой электрический сигнал через селективный усилитель 20, настроенный на частоту 4<а>, поступает на один .из входов синхронного детектора 21.

Генератор опорного напряжения, подаваемого на второй вход синхронного детектора, состоит из того же диска 16, но с четырьмя отверстиями . 22, расположенными по окружности че.рез 90р и смещенными по радиусу относительно отверстий 17, лампы 23 и фотоприемника 24. оси вращения оправы, т.е. горизон- .тально. В этом случае увеличение угла наклона компенсатора соответ ствует увеличению вводимой им разности фаз.

Плоскости поляризации поляризатора 4 и анализатора 11 должны быть взаимно параллельны и составляют. Углы 45Рс главными сечениями контролируемой кристаллической пластины 25 и пластин компенсатора 5.

Устройство работает следующим образом.

Интенсивность светового потока, падающего на фотоприемник 13, определяется следующей формулой:

1 = р(А- В s in 2и>й+С cos 4и> ), 1 1 28 где A- — + — со

4. 2

Таким образом, введение четвертьволновой фазовой пластины, вращаемой с постоянной частотой, и выполнение электронно-регистрирующего блока двухканальным позволяет значительно упростить процесс контроля и повысить

его точность.

Устройство для контроля толщины кристаллических пластин в процессе до65 водки, содержащее последовательно уста813133 установленные и оптически связанные источник света, монохроматор, поляризатор, компенсатор, анализатор и фотоприемник, электронный регистрирующий блок, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности измерений, оно снабжено четвертьволновой фазовой пластиной, установленной перед анализатором с возможностью вращения с постоянной частотой вокруг оптической оси, а регистрирующий блок выполнен в виде двухканальной схемы, один из каналов которой содержит селективный усилитель, настроенный на удвоенную частоту вращения пластины, и фазометр, а другой — селективный усилитель, настроенный на учетверенную частоту вращения пластины, и синхронный детектор, и оба канала содержат генераторы опорных напряжений, выходами связанные соответственно.с первыми входами фазометра и синхронного детектора, вторые входы которых подключены к выходам соответствующих селективных усилителей.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 344265, кл. G 01 В 11/06, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР

У 121240, кл. G 01. В 11/06, 1959!

5 (прототип).

813133 т-1

/УУ4 /

Л-) d т т-r

m-r

Ю5

nr i l

g 78

Ю5 мч1

Я ,Алима oneai

Фиг. 2

Адамант фа,уа& и маельина

Фиг. Я

Филиал ППП "Патент", г ужгород, ул. Проектная, 4

Составитель С.Грачев

Редактор О.Персиянцева Техред М.Коштура Корректор Н.Степ

Заказ 752/47 Тираж 642 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5